我們為什麼要做非線性設計

04-15

在問：「我們為什麼要做非線性設計」、「非線性建築較傳統建築有什麼優勢？」之前，應該先問下「傳統建築為什麼是這個樣子！這種方式！」搞明白這個問題，就明白「我們為什麼要做非線性」

傳統建築是什麼樣，具體的說就是「線性」的建築，線性指的就是由基本的抽象的幾何圖形，組織構建的建築。直線橫平豎直，最多有點圓形，橢圓，最高級的也就是拋物面。可能因為傳統的「線性建築」存在的時間太過於久遠，基本和人類文明史一樣長，所以很多人覺得線性建築就是天經地義、理所應當、自然而然。而從來沒有思考一下，為什麼會有「線性建築」。

我們看下自然，自然界是是「非線性」的。自然界有多少由最基本的幾何形體構成的元素？？？確實在某些情況下，自然的東西會是球形，或者六邊形晶體等等，但是絕大部分情況下，自然界是非線性的。而適應自然界環境的進化生物，也是非線性的。同樣人類也是非線性的。

那麼問題就奇怪了，為什麼非線性的自然界，非線性的人類，會製造出線性的建築呢？？？？答案很簡單，基本幾何圖形構成的線性建築，是為了適應人類的技術水平。人類在計算機大規模普及，具備夠用的計算能力之前。橫平豎直、圓形、橢圓、拋物線這些東西，是人類唯一可以方便計算和製造的。不是說線性建築有多好，而是這是在人類一定技術水平下，唯一可以大規模合理製造的。是不得已的選擇。比如悉尼歌劇院那幾個驚艷的帆型屋頂，當時是找了全世界最好的結構事務所，動用的70年代的計算機，然後把屋頂的預應力薄殼簡化為球面的一部分，才完成結構計算。這個東西現在算個事嗎？？？？不是不想做自然界的非線性造型，而是造不出來呀。這也可以解釋為啥，在橫平豎直的工業化城市化環境里，人會感到壓力。人就不是按照這種環境進化的，工業化的時代在智人的歷史上不過是短短的一瞬。

如果對此有疑問，可以的對照下現實，凡是方格子網的城市都是人工規劃的，凡是自然形成的村落和城市，都不是方格子網………………同樣是人工環境，為什麼會有這種區別？？？

相信如果是學建築或者規劃的，會非常清楚什麼叫城市肌理。為什麼人工規劃的城市，肌理是方格子？？？為什麼自然形成的村落城市肌理就不是方格子？？？人工規划過程中，人工（人的計算能力）佔主導，所以明顯的體現了技術和工具的限制；而自然形成的是長時間多因素影響共同作用，人類規劃設計技術的限制（人計算能力限制）在其中不佔主導，所以不被工具限制，呈現多種形態。與建築技術基本從人類有文明就開始萌芽相比，規劃技術成熟的非常晚。所有同樣是人工環境，自然形成的城市村落和人工規劃的城市村落，可以非常明顯體現了這種規劃技術局限（計算能力限制）的區別。

在計算能力缺乏的年代，人類的智能只能處理少數的變數，所以不得不把具體問題抽象簡化成線性的幾何圖形，而今計算能力上來了，可以處理的變數成數量級的提高，也就不需要過於簡化問題。比如同樣處理平面上方格子網和非方格子網，計算能力至少需要提升4倍。因為任何一個斜線都是換算成相互垂直的兩個量來處理。如果是曲線，還要積分………………這個。而且設計這種複雜問題，很多部分是無法分解成多任務的。不能靠組織結構用一大幫人來硬算。人工規劃的城市，需要在短時間內做出來，而自然形成的村落城市，形成時間是幾十上百年。所以，人工規劃的城市計算迭代次數低，消耗的計算資源少；而自然形成的村落城市，在幾十上百年間，不知道計算迭代了多少次。

明白這個就可以理解，為什麼各種設計強調要「自然，就像環境長出來的一樣」。意思就是不要被設計者自身拙略的技術限制（計算能力限制，只能處理少數變數），要有綜合考慮各種制約因素的設計能力和設計技術（要有更強的計算能力，處理更多的變數）。

非線性建築設計從本質上和線性傳統建築，並沒有本質區別，唯一的差別在於，非線性建築使用的設計工具、製造工具，因為計算能力千萬倍的飆升，在處理非線性上毫無難度，和用傳統設計工具處理線性問題一樣方便快捷。工具的改變導致的設計方法，思維模式，工作流，製造方式的改變。這種技術進化，一直存在於人類的文明史中。而今計算和加工能力都具備的，我們當然應該跳出舊的束縛，去擁抱自然、擁抱未來、擁抱非線性。

非線性建築怎麼做呢？？？就如同線性建築怎麼設計問題一樣。線性建築也是為了適應各種使用需求，用地環境，自然地理氣候，工藝技術，人文文化傳統需求，視覺形象…………等等，只是為了適應技術水平，才弄成橫平豎直的線性的。那麼同樣的，自然界的各種非線性的元素，也是在各種相互影響的因素下，形成這個樣子，只是自然界沒有人類技術水平這個限制，所以形狀形態就各種各樣了。

當建築設計人員在計算機和軟體的輔助下，獲得的計算能力千萬倍的飆升，發現原來無法下手的問題，居然變得如此簡單，自然就會有想要做點什麼衝動。如同買了輛好車，自然想帶個妹子出去飆車。不要站在旁邊旁觀，光看是永遠不會有啥體會的。就像你不會開車，怎麼能知道帶著開輛好車，帶著妹子周末去遠足是啥感覺！！你看再多類似的故事影像，也不如你去學個駕照買輛車，周末帶著家人出去兜風體會深刻現實。去學下非線性的設計工具，擺弄擺弄，玩一下，你就會發現，原來還有這種操作。

至於說對專業能力和天賦的要求，非線性建築和線性建築是一樣的。前期新工具的優勢可以部分抵消用舊工具的天分，但是等人家也學會的新工具，差距仍然存在。就像學會開車的，比賽誰運動的快，運動的遠，怎麼都可以秒掉各種田徑世界冠軍，但是等人家學會開車，也就那樣了。

科學的精神是承認未知，然後在探索未知的過程中，把未知變為相對的有知，然後又認識到更多更廣的未知，然後在重複這個過程。所以我們應該遵循科學的精神，承認自己面對新工具帶來的新世界是未知的，然後通過實踐去探索這片未知的世界。

別老問這個有什麼好、可以幹什麼、這個是什麼………………不知道。而今只是非線性設計的萌芽時代，所以從最簡單的造型開始，內部功能還是舊建築的方式，但是隨著計算設計工具的進步，製造水平的進一步提升，內部功能也遲早會走向非線性。這是一個更廣闊的天地。非線性設計有什麼好。這個問題現在無法回答，現在所有的回答，在將來都會被現實證明是片面甚至錯誤的。歷史上有無數個類似的問題：會用火有什麼好、火可以幹什麼？飛上天空有什麼好、會飛可以幹什麼？？互聯網有什麼好、上網可以幹什麼？？…………………面對廣闊全新的未知世界，有什麼好、可以幹什麼？

能做，當然要做。

施工技術的也是被機器人和計算機從根本上行顛覆，《建築學報》2017年5月期刊，上海的一個實際項目怎麼用機器人砌牆，砌牆都能有這種操作。這不是未來，這是現在。

ps：寫這篇文章，是在閱讀了《人類簡史》、《未來簡史》兩本書以後，忽然覺得廓然開朗，冒出來的想法。這兩本書提出一個觀點：人類社會是由「想像的共同體」創造的。人類社會的一切是因為想像而存在，而我們對未來的想像，源自歷史上曾經的想像。其次兩本書是體現互聯網分享精神的兩本書。其觀點的論述和推演，用的都是容易理解的樸實平和的語言。而不是搞學術晦澀專有化的名詞和複雜的邏輯關係

如果按照「人類社會的一切是因為想像而存在」，那麼就可以很好的解釋「裝B」和「B格」的現實意義、現實價值。